Question

如圖8所示，質(zhì)量為的滑塊（可視為質(zhì)點）自光滑圓弧形槽的頂端A處無初速度的滑下。槽的底端與水平傳送帶相切于左傳導(dǎo)輪頂端的B點，A、B的高度差為.傳導(dǎo)輪半徑很小，兩個輪之間的距離為，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù).右端的輪子上沿距離地面的高度為.()

（1）若槽的底端沒有放滑塊，傳送帶靜止不轉(zhuǎn)，滑塊滑過C點時的速度大小；

（2）若下滑前將質(zhì)量為的滑塊（可視為質(zhì)點）停放在槽的底端。下滑后與發(fā)生彈性碰撞，且碰撞后速度方向不變，則、應(yīng)該滿足什么條件？

（3）若在（2）的前提條件下，若傳送帶順時針運轉(zhuǎn)，且速度為m/s。求滑塊、落地點間的最大距離。

Answer 1

解：（1）滑塊由A點滑至B點過程，由機械能守恒定律：     (2分)

                         解得：                              

       滑塊由B點滑至C點過程，由動能定理：     (2分)

                        解得：                                  (1分)

    

（2）滑塊停放在槽的底端，滑塊下滑后與發(fā)生彈性碰撞，

由動量守恒定律：                               (2分)

由能量守恒定律：                         (2分)

         解得：  、  （此結(jié)果可以不解，解錯扣1分））

據(jù)題意，碰撞后的速度方向不變，即，則：           (2分)

(3) 僅當(dāng)時，滑塊碰撞后的速度相差最大，經(jīng)過傳送帶后速度相差也最大，兩滑塊的落點有最大距離。                                                                         （1分）

                                      (1分)

                                    (1分)

滑塊經(jīng)過傳送帶后做平拋運動，，解得：t=0.6s。                     (1分)

由于滑塊與傳送帶速度相同，不受摩擦力，水平射程：

滑塊與傳送帶間有摩擦力作用，由動能定理：    (1分)

解得：                    (1分)

水平射程：   

滑塊、落地點間的最大距離：                  (1分)